風(fēng)電場(chǎng)手持輔助檢修系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

文 | 王其樂，陸義，付正寧

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風(fēng)電場(chǎng)手持輔助檢修系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

文 | 王其樂，陸義，付正寧

風(fēng)電場(chǎng)手持輔助檢修系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)工作票的無紙化審批，省去了檢修前必須到控制室開票的程序；智能輔助檢修系統(tǒng)可以隨時(shí)隨地地從知識(shí)庫(kù)查詢機(jī)組同類故障的檢修方案；實(shí)時(shí)獲取每臺(tái)機(jī)組的數(shù)據(jù)和故障等信息，并進(jìn)行機(jī)組的起停復(fù)位等操作，同時(shí)對(duì)機(jī)組的配置參數(shù)進(jìn)行修改并實(shí)現(xiàn)點(diǎn)檢的功能。

風(fēng)電場(chǎng)手持輔助檢修系統(tǒng)研究背景

隨著風(fēng)電生產(chǎn)管理精細(xì)化程度的提高，對(duì)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)維和檢修水平提出了更高的要求，但當(dāng)前的工作存在以下不足：

（一）傳統(tǒng)的紙質(zhì)兩票管理制度造成檢修人員不斷往返于風(fēng)電機(jī)組和中控室，影響工作效率，甚至出現(xiàn)工作票不完整等問題。

（二）機(jī)組檢修完全依賴工程師的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和能力，不能充分得到遠(yuǎn)程技術(shù)支持，也無法充分利用集團(tuán)已有的檢修知識(shí)庫(kù)。

（三）一部分風(fēng)電機(jī)組廠家不再配置塔底屏，需要攜帶筆記本才能進(jìn)行主控調(diào)試；同時(shí)造成檢修人員在故障現(xiàn)場(chǎng)無法查看風(fēng)電機(jī)組的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和故障信息。

手持移動(dòng)終端作為風(fēng)電場(chǎng)信息化工作的延伸，把管理自動(dòng)化擴(kuò)展到了工作現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)提高檢修效率和質(zhì)量具有重要的意義。

風(fēng)電場(chǎng)無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)

設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電機(jī)組塔底、機(jī)艙和輪轂內(nèi)部三個(gè)區(qū)域無線信號(hào)的全覆蓋。在這三個(gè)區(qū)域內(nèi)保證手持終端設(shè)備通過無線信號(hào)快速接入風(fēng)電機(jī)組環(huán)網(wǎng)。

風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙和塔底各安裝一臺(tái)室外AP（無線路由）進(jìn)行覆蓋，應(yīng)用2.4GHz/5.8GHz工業(yè)級(jí)無線AP配合3dBi增益的天線，完成機(jī)組塔底、機(jī)艙、輪轂三個(gè)區(qū)域的無線覆蓋。兩臺(tái)AP之間通過光纖連接，基于WLAN風(fēng)電場(chǎng)無線網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

風(fēng)電場(chǎng)手持輔助檢修系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容

一、移動(dòng)兩票管理

檢修人員處理故障前，目前需要去中控室開具工作票，采用手持移動(dòng)終端可以直接通過移動(dòng)終端系統(tǒng)申請(qǐng)工作票，運(yùn)行人員遠(yuǎn)端完成操作票的批準(zhǔn)工作，提高操作效率。

使用電子工單后，工單流程如圖2所示。

在檢修工作完成后，檢修人員可選擇在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行結(jié)票或者回到辦公室用電腦進(jìn)行結(jié)票，結(jié)票時(shí)需把故障處理的情況如實(shí)填寫，檢修過程中可采用拍照或者錄像的方式記錄檢修過程作為檢修報(bào)告的附件提交到系統(tǒng)，由安生部檢修專責(zé)就檢修報(bào)告進(jìn)行審核。

采用以電子檢修工單的方式可以把目前復(fù)雜的紙質(zhì)流程（設(shè)備缺陷通知單、工作票、工作票登記簿、檢修臺(tái)賬）統(tǒng)一成一個(gè)電子化流，只用提交一個(gè)電子表格即可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在的工作內(nèi)容，減輕風(fēng)電場(chǎng)工作人員的工作量。

二、移動(dòng)檢修支持

輔助檢修系統(tǒng)與故障代碼的關(guān)聯(lián)，可以使檢修人員按照故障代碼在檢修知識(shí)庫(kù)中對(duì)維修方案進(jìn)行快速的查詢。

輔助檢修系統(tǒng)的原理如圖3所示。

輔助檢修系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)積累了機(jī)組故障的處理指導(dǎo)方案和歷次同類故障出現(xiàn)時(shí)檢修人員的處理辦法。通過手持終端對(duì)檢修知識(shí)庫(kù)的檢索，可以大大提高檢修人員處理故障的能力。檢修人員完成機(jī)組檢修后，需提交檢修報(bào)告反饋信息，提交到系統(tǒng)，經(jīng)過審核后，進(jìn)入檢修知識(shí)庫(kù)。

三、移動(dòng)監(jiān)控及調(diào)試

（一）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢

通過手持終端系統(tǒng)可以查看所有機(jī)組信息的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，方便檢修人員實(shí)時(shí)查看機(jī)組的詳細(xì)參數(shù)信息。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)風(fēng)電機(jī)組部件查詢功能，就是按照風(fēng)電機(jī)組主要部件展示機(jī)組實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，主要風(fēng)電機(jī)組部件劃分為：發(fā)電機(jī)、齒輪箱、偏航系統(tǒng)、變漿系統(tǒng)、機(jī)艙。檢修人員通過手持移動(dòng)終端，在無線網(wǎng)絡(luò)的支持下，可以在塔底、機(jī)艙、輪轂等位置方便地查詢機(jī)組的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

可查詢的機(jī)組數(shù)據(jù)信息主要包括：風(fēng)速、風(fēng)向、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、三相電流、三相電壓、齒輪箱油溫、齒輪箱前后軸溫度、變槳蓄電池溫度、控制柜溫度等信息，手持終端設(shè)備所查詢到數(shù)據(jù)量應(yīng)于塔底PLC采集的數(shù)據(jù)數(shù)量和刷新頻率相一致，軟件的操作界面見圖4。

手持移動(dòng)終端支持對(duì)風(fēng)電機(jī)組的控制：可以對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行啟動(dòng)、停止、復(fù)位、解纜、偏航測(cè)試等操作。

（二）機(jī)組參數(shù)設(shè)定

手持設(shè)備實(shí)現(xiàn)與機(jī)組PLC控制器的通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的修改功能。通過手持設(shè)備統(tǒng)一的調(diào)試界面和參數(shù)范圍限制，簡(jiǎn)化工程師調(diào)試流程，而且有利于后期對(duì)機(jī)組性能的優(yōu)化。

設(shè)備點(diǎn)檢功能

采用最新的二維碼編碼格式，對(duì)機(jī)組設(shè)備按照KKS編碼方式，風(fēng)電場(chǎng)自主打印每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組巡檢位置的二維條碼，二維碼信息量大，方便我們自定義編碼方式。設(shè)備和二維碼格式見圖5，比如某風(fēng)電場(chǎng)、機(jī)組類型、A01-1號(hào)機(jī)組、風(fēng)向標(biāo)編碼可以分別設(shè)計(jì)成：1034567、UP771500、A01-1、HB001。

通過手持設(shè)備掃描巡檢，可以直接把點(diǎn)檢和檢修通過數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)，點(diǎn)檢人員掃描點(diǎn)檢部件的二維碼，即可通過手持設(shè)備看到該設(shè)備的歷史故障情況，方便點(diǎn)檢人員通過歷史故障對(duì)部件進(jìn)行針對(duì)性的檢查。

借助移動(dòng)設(shè)備完成巡視位置確認(rèn)、巡點(diǎn)檢項(xiàng)目登記、異常登記、巡點(diǎn)檢工作完成情況分析等功能。系統(tǒng)通過二維碼對(duì)設(shè)備地點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，通過手持終端掃描二維碼獲得巡視地點(diǎn)所有設(shè)備的巡視項(xiàng)目，巡視人員只需按巡視路線登記巡視結(jié)果即可完成巡點(diǎn)檢工作。

結(jié)語

風(fēng)電場(chǎng)手持輔助檢修系統(tǒng)的投入使用可顯著提高風(fēng)電場(chǎng)的管理水平，簡(jiǎn)化開票流程，提高檢修效率。二維碼點(diǎn)檢實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的全生命周期的管理和控制，進(jìn)一步提高了風(fēng)電場(chǎng)精細(xì)化管理水平。

（作者單位：王其樂，陸義：中能電力科技開發(fā)有限公司；付正寧：中國(guó)水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院）